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2019 年度 実績報告書

初期特異点のない宇宙創生シナリオの研究

公募研究

研究領域なぜ宇宙は加速するのか? - 徹底的究明と将来への挑戦 -
研究課題/領域番号 18H04355
研究機関立教大学

研究代表者

小林 努  立教大学, 理学部, 教授 (40580212)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードインフレーション / 重力波 / 修正重力理論
研究実績の概要

インフレーションの代替シナリオの実現可能性ならびに観測的検証可能性を検討した。一般的な重力スカラー結合系でバウンス宇宙モデルを構築し、その背景上で密度揺らぎと重力波のふるまいを調べた。特にそれらの3点相関関数(非ガウス性)に着目した。その結果、まず、既存の研究で主張されていた禁止定理、すなわち、観測と整合的なバウンスシナリオの構築は不可能であるとする主張は、出発点となる理論を一般化することで回避可能であることを示した。また、そのようにして実現されたバウンスシナリオは、揺らぎの非ガウス性を見ることで通常のインフレーションシナリオと区別することが原理的には可能であることを示した。
インフレーション宇宙論それ自体の研究もおこなった。既存の研究で主張されていた、スローロールインフレーションの枠組では必ず原始重力波のスペクトルが右に傾く、という言説は、インフレーションと代替シナリオとを区別する重要な指標になり得る。この点を再検討するため、既存の研究の仮定を洗い直した。その結果、既存の研究の不備が見つかった。見落とされていた項をスローロール近似に取り入れ、これまでの多様なスローロールモデルを包含する一般的なモデルを構築した。それにもとづいて原始重力波のスペクトルを再評価したところ、スペクトルが左に傾く興味深いモデルが存在することが明らかになった。
以上の研究を通じて、インフレーションとその代替シナリオについての新たな知見が得られたことになる。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ポーツマス大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      ポーツマス大学
  • [雑誌論文] Primordial non-Gaussianities of scalar and tensor perturbations in general bounce cosmology: Evading the no-go theorem2020

    • 著者名/発表者名
      Akama Shingo、Hirano Shin’ichi、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 ページ: 1-13

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.043529

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisiting slow-roll dynamics and the tensor tilt in general single-field inflation2020

    • 著者名/発表者名
      Mishima Yosuke、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 ページ: 1-8

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.043536

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relativistic stars in a cubic Galileon universe2020

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Hiromu、Kobayashi Tsutomu、Koyama Kazuya
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 ページ: 1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.024026

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Generalized 2D dilaton gravity and kinetic gravity braiding2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Kazufumi、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 36 ページ: 095003~095003

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1361-6382/ab1355

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Horndeski theory and beyond: a review2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Reports on Progress in Physics

      巻: 82 ページ: 086901~086901

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1361-6633/ab2429

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constraining degenerate higher-order scalar-tensor theories with linear growth of matter density fluctuations2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Shin’ichi、Kobayashi Tsutomu、Yamauchi Daisuke、Yokoyama Shuichiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 ページ: 1-10

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.99.104051

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Screening mechanism in degenerate higher-order scalar-tensor theories evading gravitational wave constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Shin’ichi、Kobayashi Tsutomu、Yamauchi Daisuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 ページ: 1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.99.104073

    • 査読あり
  • [学会発表] Revisiting slow-roll dynamics and the tensor tilt in general single-field inflation2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      Cosmic Acceleration
    • 国際学会
  • [学会発表] On the screening mechanism in DHOST theories evading gravitational wave constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] On the screening mechanism in DHOST theories evading gravitational wave constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      COSMO 19
    • 国際学会
  • [学会発表] Vainshtein mechanism and its breaking in scalar-tensor theories2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      6th Korea-Japan workshop on dark energy
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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